TW201903866A - 晶圓的分割方法及分割裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]適當地維持晶片彼此之間隔。 [解決手段]沿著分割預定線以分割起點分割晶圓並在相鄰的晶片之間形成規定的間隙。接著，在以工作台吸引保持膠帶之貼附有晶圓的區域之後，使工作台與環形框架保持部進一步朝相遠離的方向移動來拉伸晶圓的外周與環形框架的內周之間的環狀的膠帶。之後，使工作台與環形框架保持部接近移動而使環狀的膠帶鬆弛，並以加熱器加熱環狀的膠帶而使其熱收縮，以維持相鄰的晶片間的規定的間隙。

Description

晶圓的分割方法及分割裝置
發明領域 本發明是有關於一種將晶圓分割成一個個的晶片的晶圓的分割方法及分割裝置。
發明背景 近年來，已知有將晶圓的分割預定線的線寬設得較窄，以增加從一片晶圓得到的晶片的獲取數量之方法(參照例如專利文獻1)。在專利文獻1中所記載之晶圓的分割方法，是照射對晶圓有穿透性的雷射光束，而於晶圓的內部形成沿著分割預定線的改質層。之後，藉由以擴展裝置等將已黏貼於環形框架的膠帶擴張，來對已被貼附在該膠帶的上表面的晶圓賦與外力，而以改質層為分割起點來將晶圓分割成一個個的晶片。
雖然藉由膠帶的擴張而使晶片間隔變寬，但當解除膠帶的擴張時，會有在片材上產生較大的皺摺(鬆弛)而使相鄰的晶片彼此相接觸並破損的可能性。於是，已有下述的方法被提出：對晶圓的外周與環形框架的內周之間的膠帶進行加熱以使其熱收縮，藉此維持晶片間隔(參照例如專利文獻2)。又，也有下述的方法被提出：將已在晶圓的周圍產生的皺摺把持住並進行熱壓接，藉此從膠帶去除皺摺(參照例如專利文獻3)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2005-129607號公報 專利文獻2：日本專利特開2002-334852號公報 專利文獻3：日本專利特開2013-239557號公報
發明概要 發明欲解決之課題 在專利文獻2及3中，是形成為在對晶圓的外周部分的膠帶進行熱收縮或熱壓接時，以保持工作台吸引保持已擴張的膠帶以維持膠帶的形狀。另一方面，特別是為了尺寸較小的晶片的晶圓，會需要大幅地拉伸膠帶。在如此地拉伸膠帶的情況下，於對膠帶施加較大的張力，且進行熱收縮或熱壓接時，膠帶因彈性回復而收縮之力也會變大。因此，會有下述問題：要以保持工作台的吸引力維持膠帶的形狀會變困難，且在進行膠帶的熱收縮等之前，由於膠帶的收縮使晶片間的間隔變窄而對晶片的拾取產生妨礙。
據此，本發明之目的是提供一種能夠適當地維持晶片彼此的間隔之晶圓的分割方法及分割裝置。 用以解決課題之手段
根據本發明中的一個方面，可提供一種使用了分割裝置的晶圓的分割方法，該分割裝置具備：工作台，是隔著工件組的膠帶來吸引保持晶圓，其中該工件組是將環形框架的開口部堵塞來貼附具有熱收縮性的膠帶且將晶圓貼附於開口部的膠帶，該晶圓是沿著分割預定線而形成有分割起點；環形框架保持部，保持工件組的環形框架；升降單元，使工作台與環形框架保持部朝相對地接近及遠離的方向上下移動；及加熱器，對工件組的晶圓的外周與環形框架的內周之間的環狀的膠帶進行加熱，並且該分割裝置是在以環形框架保持部保持工件組的狀態下，以升降單元使工作台朝上升方向且使環形框架保持部朝下降方向而朝相對地遠離的方向移動，以對開口部的膠帶進行拉伸，而以分割起點來使晶圓分割並形成晶片，該晶圓的分割方法具備： 保持步驟，以環形框架保持部保持工件組； 分割步驟，在保持步驟之後，以升降單元使工作台與環形框架保持部朝相遠離的方向移動而拉伸膠帶，並以分割起點分割晶圓，而於相鄰的晶片與晶片之間形成規定的間隙； 膠帶保持步驟，在分割步驟之後，以工作台對已拉伸的膠帶之貼附有晶圓的區域進行吸引保持； 環形膠帶擴張步驟，在膠帶保持步驟之後，使工作台與環形框架保持部進一步朝相遠離的方向移動，而對晶圓的外周與環形框架的內周之間的環狀的膠帶進行拉伸；及 固定步驟，在環形膠帶擴張步驟之後，以升降單元使工作台與環形框架保持部朝相接近的方向移動而使環狀的膠帶鬆弛，並以加熱器加熱環狀的膠帶來使其熱收縮，而維持相鄰的晶片與晶片之間的規定的間隙並使工件組固定。
根據此構成，在藉由分割步驟分割晶片之後，以工作台吸引保持已拉伸的膠帶以維持貼附有晶圓之區域的膠帶的形狀，並且於將環狀的膠帶進一步拉伸之後使其在固定步驟中進行熱收縮。因此，在固定步驟中，即便使環狀的膠帶鬆弛，也可以維持貼附有晶圓之區域的膠帶的形狀，且變得也可適當地維持相鄰的晶片之間隔。
根據本發明的另一個方面，可提供一種分割裝置，其是對已沿著分割預定線形成有分割起點之晶圓進行分割，該分割裝置具備： 工作台，是隔著工件組的膠帶來吸引保持晶圓，其中該工件組是將環形框架的開口部堵塞來貼附具有熱收縮性的該膠帶且將晶圓貼附於該開口部的該膠帶，該晶圓是沿著分割預定線而形成有分割起點； 環形框架保持部，保持該工件組的該環形框架； 升降單元，使該工作台與該環形框架保持部朝相對地接近及遠離的方向上下移動； 加熱器，對該工件組的晶圓的外周與該環形框架的內周之間的環狀的該膠帶進行加熱；及 控制單元，控制該升降單元， 該控制單元包含第1控制部及第2控制部，該第1控制部是使該工作台與該環形框架保持部朝相對地遠離的方向移動而形成第1間隔以拉伸該膠帶來分割晶圓，該第2控制部是使該工作台與該環形框架保持部朝比該第1間隔更進一步相對地遠離的方向移動而形成第2間隔並拉伸該環狀的膠帶。 發明效果
根據本發明，由於將晶圓與環形框架之間的環狀的膠帶在分割步驟中拉伸之後，在環形膠帶擴張步驟中更進一步拉伸，因此即使對膠帶進行熱收縮，也可以適當地維持相鄰的晶片彼此之間隔。
用以實施發明之形態 以下，參照附加圖式，說明本實施形態的分割裝置。圖1是本實施形態之分割裝置1的立體圖。再者，分割裝置1並不限定於圖1所記載的構成，且可作適當變更。
如圖1所示，分割裝置1是構成為：將透過膠帶T而被支撐在環形框架F上之晶圓W，藉由膠帶T之擴張來分割成一個個的晶片C(參照圖2A)。又，分割裝置1是構成為：當解除膠帶T之擴張時，藉由熱收縮(熱縮，heat shrink)來去除發生在晶圓W的外周與環形框架F的內周之間的膠帶T之鬆弛。如此，僅對膠帶T被拉伸而鬆弛之處進行熱收縮，來維持晶片C之間隔，以免晶圓W分割後的晶片C彼此相接觸而破損。
在晶圓W的正面設有格子狀的分割預定線L，在藉由分割預定線L所區劃出的各區域中可形成有各種元件(未圖示)。再者，晶圓W也可以是在矽、砷化鎵等半導體基板上形成有IC，LSI等元件的半導體晶圓，也可以是在陶瓷、玻璃、藍寶石系的無機材料基板上形成有LED等光元件的光元件晶圓。晶圓W是貼附在已被貼附於環形框架F的膠帶T上，且是將已使晶圓W、環形框架F與膠帶T一體化而成之工件組WS搬入分割裝置1。
工件組WS之環形框架F是藉由具有熱收縮性的膠帶T來將開口部堵塞，且在開口部之內側的膠帶T上貼附有晶圓W。在晶圓W的內部，形成有沿著分割預定線L之作為分割起點的改質層(未圖示)。再者，改質層是指藉由雷射的照射而使得晶圓W內部的密度、折射率、機械性強度和其他物理特性變得與周圍不同的狀態，且導致強度也比周圍低的區域。改質層可為例如，熔融處理區域、裂痕(crack)區域、絕緣破壞區域、折射率變化區域，亦可為混合了這些區域的區域。
又，在以下之說明中，雖然作為分割起點而以形成於晶圓W之內部的改質層來例示說明，但並不限定於此構成。分割起點只要是能成為晶圓W的分割時之起點即可，以例如雷射加工溝、切割溝、或刻劃線(scribe line)來構成亦可。此外，膠帶T只要是具有伸縮性並且具有熱收縮性的膠帶即可，並末特別限定材質。再者，膠帶基材宜以例如聚烯烴(Polyolefin，PO)、聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，PVC)來形成。
在分割裝置1上配置有工作台10，該工作台10可隔著工件組WS之膠帶T來吸引保持晶圓W，且在工作台10之周圍配置有保持工件組WS之環形框架F的環形框架保持部20。工作台10是由複數個支柱部11所支撐，且工作台10的上表面配置有多孔質的多孔板12。藉由此多孔質的多孔板12，而在工作台10的上表面形成有吸引保持晶圓W的保持面13。在保持面13上，是通過工作台10內之流路而連接於吸引源16(參照圖2A)，並藉由於保持面13產生之負壓來吸引保持晶圓W。
又，從保持面13連通到吸引源16的流路上設有開關閥14(參照圖2A)，並可藉由開關閥14來切換保持面13對晶圓W的吸引保持與吸引解除。在工作台10之外周邊緣，是涵蓋全周來將複數個滾輪部15可旋轉地設置。複數個滾輪部15可在已將晶圓W保持於保持面13之狀態下，從下側旋轉接觸於晶圓W之周圍的膠帶T。藉由複數個滾輪部15旋轉接觸於膠帶T，可抑制在膠帶T之擴張時在工作台10之外周邊緣產生的膠帶T之磨擦。
環形框架保持部20是形成以蓋板22從上方將載置工作台21上的環形框架F夾入，以將環形框架F保持於載置工作台21上。在載置工作台21及蓋板22的中央，各自形成有直徑比工作台10更大的圓形開口23、24。當已將蓋板22覆蓋於載置工作台21上時，是藉由蓋板22與載置工作台21來保持環形框架F，並且從載置工作台21及蓋板22之圓形開口23、24，使晶圓W與膠帶T之一部分露出於外部。
環形框架保持部20是在已將蓋板22覆蓋於載置工作台21上的環形框架F上的狀態下，藉由例如未圖示之夾具部來將蓋板22固定於載置工作台21。環形框架保持部20是被升降單元26所支撐，該升降單元是使工作台10與該環形框架保持部20朝相對地遠離及接近的方向上下移動。升降單元26是以4個電動汽缸所構成，該等4個電動汽缸是對載置工作台21的四個角落進行支撐。藉由控制升降單元26的汽缸桿27的突出量，可調節工作台10上的晶圓W與環形框架保持部20的距離。
在環形框架保持部20的上方設有使已產生於膠帶T上之鬆弛收縮的收縮單元30。收縮單元30是設置於晶圓W之中心軸上，且以包夾晶圓W之中心而相向的方式在旋繞臂31之兩端配置有一對加熱器32。加熱器32是構成為例如將遠紅線進行點(spot)照射，且該遠外線是將難以被金屬材料吸收之2.5μm~30μm設為峰值波形。藉此，可抑制裝置各部分之加熱，而將晶圓W的外周與環形框架F的內周之間的環狀的膠帶T的鬆弛局部地加熱來進行熱收縮。
又，於收縮單元30之旋繞臂31上設置有上下動作部33及旋轉馬達34，該上下動作部33是使一對加熱器32上下移動，該旋轉馬達34是使一對加熱器32繞著晶圓W之中心軸地旋轉。上下動作部33是配合環形框架保持部20之升降動作，來調整一對加熱器32對膠帶T之高度。旋轉馬達34是使一對加熱器32旋繞，以涵蓋全周而加熱晶圓W的周圍的膠帶T之鬆弛。可藉由上下動作部33及旋轉馬達34，將一對加熱器32相對於膠帶T適當地定位，藉此良好地加熱晶圓W之周圍的膠帶T。
又，於分割裝置1設有控制單元40，該控制單元40是統合控制包含升降單元26之裝置各部。控制單元40是由執行各種處理的處理器或記憶體等所構成。記憶體是因應用途而以ROM(唯讀記憶體，Read Only Memory)、RAM(隨機存取記憶體，Random Access Memory)等的一個或複數個儲存媒體來構成。可藉由控制單元40將工作台10與該環形框架保持部20相對移動而控制膠帶T之擴張動作，又，以收縮單元30的一對加熱器32去除膠帶T之鬆弛以控制膠帶T的收縮動作。此外，控制單元40具備有如後述地控制藉由升降單元26進行的環形框架保持部20的移動之第1控制部40a及第2控制部40b。
接著，參照圖2至圖4，說明關於本實施形態的分割裝置之晶片的分割方法。圖2A是保持步驟之一例、圖2B是分割步驟之一例、圖2C是膠帶保持步驟之一例的說明圖。圖3是顯示的晶片的間隔的不良狀況例的說明圖。圖4A是環形膠帶擴張步驟之一例、圖4B是固定步驟之一例的說明圖。
如圖2A所示，首先實施保持步驟。在保持步驟中，是在將工作台10的保持面13與環形框架保持部20的載置工作台21的上表面配置在同一平面上的狀態下，將晶圓W隔著膠帶T來載置於工作台10上。之後，將晶圓W的周圍的環形框架F保持於環形框架保持部20，換言之，即將工件組WS保持於環形框架保持部20。此時，關閉開關閥14，將來自吸引源16之對工作台10的吸引力遮斷。
如圖2B所示，可在保持步驟後實施分割步驟。在分割步驟中，是在以環形框架保持部20保持工件組WS的狀態下，藉由控制單元40中的第1控制部40a的控制，使工作台10朝上升方向，且使環形框架保持部20朝下降方向而朝相對地遠離的方向進行移動。亦即，將環形框架保持部20下降而讓工作台10與環形框架保持部20朝上下相遠離。此時，形成為工作台10的保持面13與載置工作台21的上表面的高度不同，而在其等之間形成第1間隔101。藉此，朝放射方向拉伸膠帶T，並且透過膠帶T而以強度已降低之改質層作為分割起點來將晶圓W分割成一個個的晶片C。藉由該分割，可在相鄰的晶片C與晶片C之間形成規定的間隙S。
如圖2C所示，可在分割步驟後實施膠帶保持步驟。在膠帶保持步驟中，是在相鄰的晶片C與晶片C之間形成有間隙S的狀態下，將開關閥14打開。藉此，於工作台10的保持面13產生吸引力，而可藉由保持面13吸引保持已拉伸的膠帶T之貼附有晶圓W的區域。
然而，當在晶圓W的分割後將環形框架F上升而解除膠帶T的拉伸時，會放鬆膠帶T的張力。此時，在以往的分割裝置中，是對所述之膠帶T進行加熱來進行熱收縮，以免晶圓W的外周與環形框架F的內周(開口部)之間的環狀的膠帶T鬆弛。在該膠帶T的加熱時，雖然以工作台吸引保持貼附有晶圓W之區域的膠帶T，但是當膠帶T 的張力變大時，會在膠帶T進行熱收縮前即因彈性回而收縮。因此，如圖3所示，會有特別是在晶圓W的外周部分中的相鄰的晶片C之間隙S的間隔Ca變得比在其以外的部分成為預先設定的規定間隔之間隔Cb更小，而無法進行晶片C的拾取的情況。
於是，在本實施形態中，是在膠帶保持步驟之後且對膠帶T加熱而進行熱收縮的固定步驟的實施前，如圖4A所示，實施環形膠帶擴張步驟。在環形膠帶擴張步驟中，是將在膠帶保持步驟中的由保持單元10進行的膠帶T的吸引保持維持住，並且將環形框架保持部20下降而使工作台10與環形框架保持部20進一步朝上下相遠離。在該遠離中，是以控制單元40中的第2控制單元40b控制升降單元26，而將工作台10的保持面13移動成變得比載置工作台21的上表面更高，且在其等之間形成變得比第1間隔101(參照圖2B)更大的第2間隔102。藉此，比起分割步驟時，可將晶圓W與環形框架F之間的環狀的膠帶T更進一步拉伸，而可以使所述的環狀的膠帶T難以進行彈性回復。此時，因為可藉由工作台10吸引保持膠帶T之貼附有晶圓W的區域，所以在該區域中是在膠帶T未被拉伸的情形下維持相鄰的晶片C之規定的間隙S。
如圖4B所示，可在環形膠帶擴張步驟之後實施固定步驟。在固定步驟中，是維持由保持單元10進行的膠帶T的吸引保持，並且以控制單元40控制升降單元26而讓工作台10與框架保持單元20朝相接近的方向移動。雖然藉由該移動，而在晶圓W與環形框架F之間的環狀的膠帶T產生鬆弛，但是可藉由定位於晶圓W的上方的收縮單元30，並藉由旋轉馬達34旋繞一對加熱器32而將膠帶T的鬆弛熱收縮。此時，可配合工作台10與框架保持單元20的接近移動，而藉由上下動作部33來調整加熱器32之高度。因為僅對晶圓W的周圍的環狀的膠帶T進行熱收縮，所以即使解除工作台10的吸引保持，仍可以將相鄰的晶片C與晶片C之間的間隙S維持在規定之間隔的狀態來固定工件組WS。
並且，可在固定步驟之後關閉開關閥14，而解除由工作台10進行的膠帶T的吸引，而可進行工件組WS之搬送。
如以上，在本實施形態中，由於是將晶圓W與環形框架F之間的環狀的膠帶T在分割步驟中拉伸之後，在環形膠帶擴張步驟中更進一步拉伸，因此可以減弱使環狀的膠帶T鬆弛之時的彈性回復之力。藉此，可以在固定步驟中對環狀的膠帶T進行熱收縮時，抑制作用於貼附在晶圓W的外周區域的膠帶T之進行收縮的方向之力，尤其是可以避免在晶圓W的外周部分中的相鄰的晶片C的間隙S變小之情形。其結果，可以正常地進行在後續步驟中的晶片C的拾取，並且可讓拾取器依照規定的動作程式作動，藉此可以適當地拾取所有的晶片C。
再者，收縮單元30只要是可以和上述實施形態同樣地對膠帶T進行熱收縮，則可進行各種的變更。例如，亦可將加熱器32設成一體而配置於旋繞臂31的一端部、或是設成對應於晶圓W與環形框架F之間的環狀的膠帶T，而將加熱器形成為環狀並省略旋繞臂31或旋轉馬達34之構成。
又，在本實施形態中，雖然是形成為升降單元使環形框架保持部相對於工作台升降之構成，但不限定於此構成。升降單元只要是使工作台與環形框架保持部相對地接近及遠離的構成即可，亦可形成為例如使工作台相對於環形框架保持部升降之構成。又，升降單元並不限定於電動汽缸，亦可由以2段式進行伸縮的汽缸或使2個汽缸在伸縮方向上相連結而一體化的其他致動器來構成。
又，雖然已說明本發明的實施形態，但作為本發明的其他實施形態，亦可為將上述實施形態及變形例整體地或者部分地組合而成之形態。
又，本發明之實施形態並不限定於上述之實施形態及變形例，且亦可在不脫離本發明之技術思想的主旨的範圍內進行各種變更、置換、變形。此外，若能經由技術之進步或衍生之其他技術而以其他的方式來實現本發明之技術思想的話，亦可使用該方法來實施。從而，申請專利範圍涵蓋了可包含在本發明之技術思想範圍內的所有的實施形態。
又，在本實施形態中，雖然是針對適用於分割裝置的構成來說明本發明，但是亦可為適用於適當地擴張膠帶的其他擴展裝置。
如以上所說明，本發明具有可以將晶圓分割成使得晶片彼此的隔間變得適當之效果，尤其對於分割半導體晶圓的分割方法及分割裝置特別有用。
1‧‧‧分割裝置
10‧‧‧工作台
11‧‧‧支柱部
12‧‧‧多孔板
13‧‧‧保持面
14‧‧‧開關閥
15‧‧‧滾輪部
16‧‧‧吸引源
20‧‧‧環形框架保持部
21‧‧‧載置工作台
22‧‧‧蓋板
23、24‧‧‧圓形開口
26‧‧‧升降單元
27‧‧‧汽缸桿
30‧‧‧收縮單元
31‧‧‧旋繞臂
32‧‧‧加熱器
33‧‧‧上下動作部
34‧‧‧旋轉馬達
40‧‧‧控制單元
40a‧‧‧第1控制部
40b‧‧‧第2控制部
101‧‧‧第1間隔
102‧‧‧第2間隔
C‧‧‧晶片
Ca、Cb‧‧‧間隔
F‧‧‧環形框架
L‧‧‧分割預定線
S‧‧‧間隙
T‧‧‧膠帶
W‧‧‧晶圓
WS‧‧‧工件組
圖1是本實施形態之分割裝置的立體圖。 圖2A是顯示保持工步驟之一例的截面圖，圖2B是顯示分割步驟之一例的截面圖，圖2C是顯示膠帶保持步驟之一例的截面圖。 圖3是顯示晶片的間隔的不良狀況例的平面圖。 圖4A是顯示環形膠帶擴張步驟之一例的截面圖，圖4B是顯示固定步驟之一例的截面圖。

Claims (2)

  1. 一種晶圓的分割方法，是使用了分割裝置的晶圓的分割方法，該分割裝置具備：工作台，是隔著工件組的膠帶來吸引保持晶圓，其中該工件組是將環形框架的開口部堵塞來貼附具有熱收縮性的該膠帶且將晶圓貼附於該開口部的該膠帶，該晶圓是沿著分割預定線而形成有分割起點；環形框架保持部，保持該工件組的該環形框架；升降單元，使該工作台與該環形框架保持部朝相對地接近及遠離的方向上下移動；及加熱器，對該工件組的晶圓的外周與該環形框架的內周之間的環狀的該膠帶進行加熱，並且該分割裝置是在以該環形框架保持部保持該工件組的狀態下，以該升降單元使該工作台朝上升方向且使該環形框架保持部朝下降方向而朝相對地遠離的方向移動，以對該開口部的該膠帶進行拉伸，而以該分割起點來使晶圓分割並形成晶片，該晶圓的分割方法具備： 保持步驟，以該環形框架保持部保持該工件組； 分割步驟，在該保持步驟之後，以該升降單元使該工作台與該環形框架保持部朝相遠離的方向移動而拉伸該膠帶，並以該分割起點分割晶圓，而於相鄰的晶片與晶片之間形成規定的間隙； 膠帶保持步驟，在該分割步驟之後，以該工作台對已拉伸的該膠帶之貼附有晶圓的區域進行吸引保持； 環形膠帶擴張步驟，在該膠帶保持步驟之後，使該工作台與該環形框架保持部進一步朝相遠離的方向移動，而對晶圓的外周與環形框架的內周之間的環狀的該膠帶進行拉伸；及 固定步驟，在該環形膠帶擴張步驟之後，以該升降單元使該工作台與該環形框架保持部朝相接近的方向移動而使該環狀的膠帶鬆弛，並以該加熱器加熱該環狀的膠帶來使其熱收縮，而維持相鄰的晶片與晶片之間的該規定的間隙並使工件組固定。
  2. 一種分割裝置，是對已沿著分割預定線形成有分割起點之晶圓進行分割，該分割裝置具備： 工作台，是隔著工件組的膠帶來吸引保持晶圓，其中該工件組是將環形框架的開口部堵塞來貼附具有熱收縮性的該膠帶且將晶圓貼附於該開口部的該膠帶，該晶圓是沿著分割預定線而形成有分割起點； 環形框架保持部，保持該工件組的該環形框架； 升降單元，使該工作台與該環形框架保持部朝相對地接近及遠離的方向上下移動； 加熱器，對該工件組的晶圓的外周與該環形框架的內周之間的環狀的該膠帶進行加熱；及 控制單元，控制該升降單元， 該控制單元包含第1控制部及第2控制部， 該第1控制部是使該工作台與該環形框架保持部朝相對地遠離的方向移動而形成第1間隔以拉伸該膠帶來分割晶圓， 該第2控制部是使該工作台與該環形框架保持部朝比該第1間隔更進一步相對地遠離的方向移動而形成第2間隔並拉伸該環狀的膠帶。
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